那麼,中國特有的牛種到底來自哪裡,怎麼形成的呢?
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遠古中國大地上曾生活過眾多野生牛群
在遠古中國的廣袤土地上,水土肥沃,氣候適宜,曾有眾多的野生牛群和其他野生動物在此棲息和繁衍。中國科學院古脊椎動物與古人類研究所等機構的考古研究表明,中國大地上曾經生活過多種野生的牛科動物,包括原牛(aurochs/Bos primigenius)、野牛(bison/ Bison exiguus)、野水牛(water buffalo/Bubalus mephistopheles)、大額牛(Bos gaurus)和野犛牛(yak/Bos mutus)[1]。
原牛是大型已滅絕牛科動物,是現存普通牛和瘤牛的祖先。古羅馬統治者愷撒大帝在《羅馬對高盧戰爭編年史》一書中曾描述:原牛略小於大象,體型巨大,速度超群,無論面對人獸,它們都不示弱,無法被馴化 [2]。
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據挪威奧斯陸大學研究,原牛在距今200萬年前起源於印度,之後傳入東亞、中東、北非以及歐洲等地。中國中北部的大多數地區都曾出土過原牛的骨骼遺存,多數遺存出土於晚更新世地層中,最晚的原牛骨骼遺存出土於距今3000年前的西周至春秋時期。1627年最後一頭母原牛在波蘭自然死亡,標誌著整個物種的滅絕 [3]。
目前,歐洲正在啟動 「巨牛項目」 (Tauros programme),擬根據2015年獲得的一頭原牛基因組,採用 「逆向育種」 方法,在家牛中恢復原牛的特徵,並希望將這些 「原牛」 野化後放歸野外,以實現 「歐洲再野化」 計劃(Rewilding Europe)[2]。
野犛牛和犛牛在分類學上均屬於普通牛,為青藏高原上的特有品種。野犛牛和犛牛的公共祖先為原始犛牛。原始犛牛在第三紀晚期(約250萬年前)曾廣泛分布於歐亞大陸東北部地區,至第四紀早期更新世則多集中在亞洲中北部、西伯利亞東部以及我國華北和內蒙古區域。隨著青藏高原的隆起,遷徙到此地的原始犛牛逐漸適應了高寒、低氧、乾旱的特殊環境,演化出現在的野犛牛。世界自然保護聯盟最新資源調查顯示,全球野犛牛數量不到10000頭,屬於易危種群和我國一類保護動物 [4]。
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中國是沼澤型水牛的故鄉。沼澤型水牛是耕種水稻的重要幫手,由野生水牛馴化而來。雖然現在的水牛主要生活在中國南方地區,但是考古發現,野生水牛曾在黑龍江、北京、河北、山東、山西、河南等中國中北部地區大量繁衍,在許多新石器時代和青銅器時代的遺址中也發現了野水牛骨頭 [5]。
除了大額牛和野犛牛,其他物種如原牛、野牛等都已滅絕,繁衍至今的則是那些被人類馴養的家養牛種。
中國是全球牛遺傳資源最豐富的國家之一
無論是全世界,還是中國,馴化牛的最初目的都是食用,之後衍生出祭祀和役用功能,現在又重新回到食用功能。由於人口增長和生活水平提高,人們對牛肉和牛奶畜禽的需求不斷增長,導致全球牛的養殖數量不斷增加。
中國是全世界養牛最多的國家之一。根據聯合國糧農組織2019數據,全世界約飼養15.1億頭普通牛(Bos taurus)和2.04億頭水牛,中國的飼養數量分別排全球第四位和第三位。巴西是世界養普通牛最多的國家,擁有2.15億頭牛,人與牛的比例約為1:1;緊隨其後的是印度,其牛群為1.93億隻;第三名是美國,約為9480萬頭。中國排在第四位,養殖約6350萬頭牛,包括約1400萬犛牛。
全世界的水牛主要集中在亞洲,其中印度飼養約1.10億頭,佔全球水牛飼養量的一半,巴基斯坦水牛養殖量為4000萬頭,中國共飼養水牛2730萬頭,居第三位,這三個國家水牛飼養量佔全球總量的80%以上。印度是全球養牛最多的國家,普通牛和水牛飼養量達3億頭。
目前,我國牛肉人均年消費量不到6公斤,與世界平均水平還差3公斤以上,只相當於美國、歐盟等消費量的1/3。我國牛奶人均年消費量約為23公斤,只有世界平均水平的1/3,與發達國家的差距更大。這表明我國養牛業還有較大的發展空間,牛群數量有可能進一步增加。
中國也是牛遺傳資源最為豐富的國家之一。據《國家畜禽遺傳資源品種名錄(2021年版)》,中國現有牛的遺傳資源132個,其中中國特有的地方品種101個,約佔全球和亞洲牛遺傳資源的9%和39%,另有培育品種12個,引進品種19個。在中國特有的地方品種中,有黃牛地方品種55個,水牛地方品種27個,犛牛地方品種18個,還有一種大額牛——獨龍牛。這些豐富的牛遺傳資源,既為我們展現出我國在生物遺傳多樣性保護的最新成果,也為未來培育出更優質的牛品種奠定了堅實基礎。
黃牛
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每種中國牛都獨具特色
動物考古學家和遺傳學家普遍認為,世界上所有的家牛都由已滅絕的野生原牛(Bos primigenius)馴化而來,分別經歷了兩大馴化事件:一個發生在距今10500 年前的古代新月沃地(主要指幼發拉底河和底格裡斯河兩河流域),當地人民馴化了普通牛(Bos taurus),包括目前廣泛養殖的荷斯坦奶牛、安格斯黑牛、日本黑牛和各種中國黃牛等;另一個是發生在距今8000年前的南亞地區,肩部有隆起、喉部有鬆弛肉垂的瘤牛(Bos indicus)得以馴化 [1]。
2013年,雲南師範大學張虎才教授帶領的研究小組在《自然·通訊》上發表研究成果,他們通過年代學、形態學等方法,對2005年在哈爾濱附近出土的一塊牛類下頜骨化石進行了綜合考古分析,認為該牛骨具有人類馴化痕跡,其校正年代為距今10660年左右,早於之前公認的家牛馴化時間,而DNA測序顯示其為原牛與家牛的過渡種 [6]。如果這項研究得到更多的研究支持,中國東北地區有可能成為家牛馴化的中心之一。無論如何,中國是較早馴養家牛的國家,在距今約7000年至5000年的仰韶文化中,就已出現了豬、牛、羊等畜禽的養殖。
中國國內大多數地方品種的牛均具有普通牛和瘤牛的血統,只是有些品種以普通牛的血統為主,有些牛的瘤牛血統更多一些。2018年6月,西北農林科技大學姜雨教授與雷初朝教授團隊領導的研究小組對中國黃牛血統來源進行較全面的研究,他們對我國22個代表性地方品種的111頭黃牛和陝西石峁遺址4000年前的8個古代黃牛樣品進行了全基因組重測序,並與國外27個牛種的149個全基因組數據進行了比對,結果表明全世界家牛至少可分為5個明顯不同的類群,即歐洲普通牛、歐亞普通牛、東亞普通牛、中國南方瘤牛和印度瘤牛,而中國黃牛有3個血統來源,即東亞普通牛、歐亞普通牛及中國南方瘤牛,該研究結果發表在《自然·通訊》[7]。
同年,西北農林科技大學昝林森團隊對6個代表性黃牛地方品種46頭黃牛的基因組,與安格斯牛、日本黑牛以及其他之前測序完成的牛基因組進行比對,進一步證實中國這些代表性黃牛品種主要是普通牛和瘤牛的雜交後代 [8]。
可能改變家牛馴化歷史的一塊牛下頜骨(Zhang, et al., 2013,Nature Communications)
中國現有家牛的地方品種50多個,培育品種10個,引進品種15個,幾乎每個地區都有自己獨具特色的地方品種。這些地方品種適應了當地獨特的氣候和水草,經過當地人民有意無意的長期選育,逐漸形成了區別於其他地方品種的特點。如秦川牛以體格大、役力強、產肉性能良好著稱;延邊牛的抗寒性能良好、體質結實、耐勞耐粗飼、抗病能力好;日喀則駝峰牛肩部隆起,狀似印度瘤牛;西藏牛具有耐高海拔的特點,體型較小。
我國現存犛牛約1400萬頭,入選《國家畜禽遺傳資源品種名錄》的地方品種有18個,培育品種2個。在青藏高原上居民的生活中扮演著重要角色。2015年,西北大學和四川大學等機構的研究人員通過全基因組重測序的方法,確定了犛牛是在7300年前被青藏高原上的遊牧民族從野犛牛馴化的 [9]。2020年,西南民族大學的科學家採取類似方法進一步分析發現,犛牛最早是在青藏高原的東南部馴化,然後隨著遊牧民族遷徙,犛牛遍布青藏高原全境 [10]。
我國現有水牛2700萬頭左右,地方品種27個,引進品種3個,沒有培育品種。根據形態和行為特徵的研究,家養水牛可分為沼澤型水牛和河流型水牛。這兩種水牛最大的區別在於其染色體數量不同,其中河流型水牛有50 條染色體(2N=50),而沼澤型水牛有 48條染色體,它們雜交後代染色體為49條,雄性雜交後代在配種時有時會出現不育現象,而雌性雜交水牛則表現出更長的產仔間隔。河流型水牛大約在6300年前在印度次大陸西部馴化,目前主要分布在南亞各國、歐洲、美洲以及埃及等地;而沼澤型水牛大約是7000年前在長江中下遊地區馴化,目前主要分布在中國中部南部、東南亞以及澳大利亞的北部 [5,11]。
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不管其特點如何、源自何處,這些獨有牛品種都是我國重要的動物遺傳資源。牛,從前是人們勞動和生產的好幫手,如今已成為人們肉和奶的重要來源,將繼續為人們做著巨大的貢獻和犧牲。
參考資料:(可上下滑動瀏覽)
1. 夏小婷. 中國黃牛Y-SNPs和Y-STRs遺傳多樣性及父系起源研究. 西北農林科技大學碩士學位論文. 2018.2. Stokstad E. Bringing back the aurochs. Science. 2015. 350(6265):1144-7. doi: 10.1126/science.350.6265.1144.3. 湯卓煒. 中國北方原始牛歷史地理分布的再認識. 農業考古. 2020, 03: 7-12.4. 賈功雪,丁路明,徐尚榮等. 青藏高原犛牛遺傳資源保護和利用:問題與展望. 生態學報. 2020,40(18):6314-6323.5. 羅西爾. 沼澤型水牛和河流型水牛全基因組測序以及其比較基因組學研究. 廣西大學博士學位論文, 2020.6. Zhang H, Paijmans JL, Chang F, et al. Morphological and genetic evidence for early Holocene cattle management in northeastern China. Nature Communications. 2013 ;4:2755. DOI: 10.1038/ncomms3755.7. Chen, N., Cai, Y., Chen, Q. et al. Whole-genome resequencing reveals world-wide ancestry and adaptive introgression events of domesticated cattle in East Asia. Nat Commun 9, 2337 (2018). https://doi.org/10.1038/s41467-018-04737-08. Chugang Mei, Hongcheng Wang, Qijun Liao, et al. Genetic Architecture and Selection of Chinese Cattle Revealed by Whole Genome Resequencing, Molecular Biology and Evolution, 2018, 35(3):688–699, https://doi.org/10.1093/molbev/msx322.9. Qiu Q, Wang L, Wang K, et al. Yak whole-genome resequencing reveals domestication signatures and prehistoric population expansions. Nat Commun. 2015;6:10283. doi:10.1038/ncomms10283.10. Chai ZX, Xin JW, Zhang CF, et al. Whole-genome resequencing provides insights into the evolution and divergence of the native domestic yaks of the Qinghai-Tibet Plateau. BMC Evol Biol. 2020;20(1):137. doi:10.1186/s12862-020-01702-8.11. Zhang Y, Colli L, Barker JSF. Asian water buffalo: domestication, history and genetics. Anim Genet. 2020, 51(2):177-191. doi: 10.1111/age.12911.製版編輯 | 盧卡斯